重难点解析沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机达标测试试卷(解析版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机达标测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 20分）
一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）
1、如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　）

A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
2、以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（　　）
A．锯木头锯条发热 B．铁丝反复弯折后发热
C．阳光下路面发热 D．搓手时手掌发热
3、下列现象和推断不符合实际的是（　　）

A．现象：抽去玻璃板，两瓶中的气体都会变成红棕色。推断：分子在不停地做无规则运动
B．现象：稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数变大。推断：分子间只有引力没有斥力
C．现象：棉花被点燃。推断：外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高
D．现象：当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断：物体对外界做功，物体内能减小，温度降低
4、下列说法正确的是（　　）
A．如果物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像一定不断变大
B．一个物体受到力的作用，其运动状态不一定会发生改变
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大且一定要从外界吸收热量
D．若浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，则该固体和液体的密度一定相等
5、5月8日母亲节这一天，学校举行了“爱心献给妈奶”的主题活动，很多同学通过为妈妈分担家务来表达对妈妈的爱。以下说法正确的是（　　）
A．切菜——用锋利的刀是为了减小压强
B．拖地——加大力度可以增大滑动摩擦力
C．炒菜——是用做功的方法改变食物的内能
D．烧水——水沸腾后继续加热，温度会续升高
6、关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．温度高的物体一定比温度低的物体具有内能多
B．的冰变成的水，温度不变，内能不变
C．热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
D．升高相同温度时，吸收热量越多的物体比热容越大
7、用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，从图中看出（　　）

A．液体A的比热容大 B．两种液体的比热容相等
C．液体B的比热容大 D．无法比较
8、五月五，是端午，吃粽子，挂艾草，划龙舟。俗语中包含的物理知识，正确的是（　　）
A．煮粽子是用做功的方法改变粽子的内能
B．煮粽子的水沸腾后，继续吸热温度升高
C．闻到艾草的气味，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．划龙舟时，桨对水有作用力，水对桨没有作用力
9、把盛有冷水的铝壶放到电炉上加热，则发生热传递三种方式的先后顺序应该是（　　）
A．热对流、热辐射、热传导 B．热传导、热对流、热辐射
C．热传导、热辐射、热对流 D．热辐射、热传导、热对流
10、将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是（　　）

A．甲是冰块 B．乙吸收热量 C．甲内能增加 D．乙内能减少
第Ⅱ卷（非选择题 80分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，这一现象与热机的工作循环中的___________冲程原理相同，这一过程内能转化为___________能。
2、亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。挤出两个正对的吸盘内的空气，很难拉开它们，可体验到________的存在。将一根铁丝快速反复弯折，弯折处发热，可认识到_______可以改变物体的内能。用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很难被压缩，说明分子间存在________。
3、如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）

（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 ______。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了 ______。（物体比热容用c表示）
（3）C点距离水平面的高度为 ______。
4、在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，与压缩冲程原理相同的是______图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是______图。

5、随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。
（1）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%；（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）。

（2）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染。汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为6m2，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为___________W，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为___________km/h。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为378s，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）保温挡的功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电蒸锅的加热效率。

2、烈士公园是长沙市最大的公园，公园里的年嘉湖占全园面积的百分比四十，所以划船成了烈士公园一景。如图是年嘉湖的观光艇，其部分技术参数如下表：（g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg）
商品名称
XX观光艇
商品型号
船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量
800kg
发动机最大输出功率
40kW
最大载人数量
9人
最大航速
10m/s
求：（1）当观光艇满载时，若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是多大；
（2）当观光艇以最大速度航行时，发动机输出的牵引力为4000N，观光艇受到水的平均阻力为多大；
（3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油6kg，求柴油机的效率。

3、图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有5L的水，胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/m3，求：
（1）该小厨宝内胆装有水的质量为多少kg？
（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为多少J？
（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧多少m3煤气？

4、《成都市低碳城市建设2019年度计划》中提出，我市将完善城市绿色交通体系，新增110辆氢燃料电池公交车。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c水=4.2×103J/(kg•℃)；q氢=1.4×108J/kg]求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为10℃的水吸收，求水升高的温度。
5、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。（燃油的热值4.6×107J/kg）求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、为了探究冰熔化时温度的变化规律，小丽设计了如图甲所示的实验装置，并通过实验描绘了冰熔化时温度随加热时间变化的图象，如图乙所示。

（1）本实验采用_______法加热冰，其好处是_______；
（2）冰在熔化过程中温度保持不变，内能_______（选填“变大”“变小”“不变”）。小丽和同学交流时发现，冰熔化前升温快，熔化后升温慢，原因是_______；
（3）通过查找资料，小丽发现：为了表示晶体熔化成液体时吸收的热量，物理学中引入了物理量“熔化热”。冰的熔化热为3.35×105J/kg，其物理意义是“1kg、0℃的冰熔化成相同温度的水时吸收的热量是_______J”。已知试管中冰的质量为100g，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，假设在加热过程中水蒸发引起的质量变化可忽略不计，则试管中的冰从图像中的B点加热到D点吸收的热量为_______。
2、小华利用如图所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下：

（1）细装器材时，安装顺序应是______（选填“自下而上”或“自上而下”）；
（2）实验时，两烧杯中分别装入初温相同且______相等的沙子和水；
（3）实验中两种物质吸收热量的多少可通过______来比较；
（4）用相同的酒精灯外焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，根据实验数据绘制出温度时间的关系图像，如图乙所示，分析图像可知，对于实验中的沙子和水，升温较快的是______；由此可见，______的比热容较大。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持不变，故A错误；
B．实验过程中加热试管使水沸腾，试管内的水吸收热量，这是通过热传递使试管内水的内能增大，故B正确；
C．玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误；
D．“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。
故选B。
2、C
【详解】
A．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；
B．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；
C．阳光下路面发热是热传递改变内能；
D．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的。
综上，故ABD相同，C不同，故C符合题意。
故选C。
3、B
【详解】
A．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，说明气体分子在不停地做无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，分子间同时存在引力和斥力，分子间距离较大，表现的是分子间的引力，故B错误，符合题意；
C．将活塞迅速下压，压缩气体做功，使筒内的气体内能增大，气体温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，故C正确，不符合题意；
D．向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，水蒸气液化形成白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小，故D正确，不符合题意。
故选B。
4、B
【详解】
A．物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像不一定不断变大，例如物体位于焦点以内时，物体逐渐向凸透镜靠近像则变小，故A错误；
B．物体受到平衡力的作用时，运动状态不发生变化，故B正确；
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大，可能是因为从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故C错误；
D．浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，如果该固体是实心的，则该固体和液体的密度相等；如果是空心的，不一定相等，故D错误。
故选B。
5、B
【详解】
A．用锋利的刀是为了减小受力面积增大压强，故A错误；
B．拖地时加大力度是通过增大压力从而增大滑动摩擦力，故B正确；
C．炒菜时菜从锅中吸收热量，是通过热传递的方法改变食物的内能，故C错误；
D．水沸腾后继续加热，温度不会升高，保持温度不变，故D错误。
故选B。
6、C
【详解】
A．内能的大小与物体的温度、质量、状态等有关系，所以温度高的物体内能不一定多，故A错误；
B．的冰变成的水，吸收热量，温度不变，内能增加，故B错误；
C．在热传递过程中，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移,故C正确；
D．根据有

在相同时，因不知道质量大小关系就无法根据吸收热量的多少来判断比热容的大小，故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
根据可知，质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的较少，比热容小的，温度升高的多。根据题意，两种液体质量相等，使用完全相同的电加热器加热两分钟，两种液体吸收的热量相等，从图像中可以看出，A液体温度升高的较多，液体B的较少，所以液体A的比热容较小，B的比热容较大。
故选C。
8、C
【详解】
A．煮粽子时通过热传递的方式使粽子的温度升高，内能增大，故A错误；
B．水沸腾后，继续吸热，但温度保持不变，故B错误；
C．组成物质的分子都在永不停息的做无规则的热运动，之所以闻到艾草的气味，就是组成它分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．物体间力的作用是相互的，划龙舟时，桨对水有作用力，同时水对桨也有作用力，故D错误。
故选C。
9、D
【详解】
电炉通电后，电能会转化为内能使得电炉丝发热，热量会辐射给铝壶；然后热量会通过热传导的方式传递给壶底的冷水，壶底的水温升高后又以热对流的方式传递给上面的水，最终水温共同升高到相同的温度，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
由图知道，物体甲的温度是降低的，即物体甲放出热量，内能减小；物体乙的温度是升高的，即物体乙吸收热量，内能变大；所以物体甲是饮料，乙是冰块，故B正确。
故选B。
二、填空题
1、     做功     机械
【详解】
[1][2]正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，是由于锅内气体对限压阀做功的结果，在这一过程中，内能转化为机械能。热机的工作循环中，做功冲程也是燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，所以这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同。
2、     大气压     做功     相互作用的斥力
【详解】
[1]两个正对的吸盘之间的空气挤出后很难拉开，是因为吸盘受到大气压力的作用，该实验可说明大气压的存在。
[2]快速反复弯折铁丝，对铁丝做功；铁丝弯折处会发热，其温度升高，内能增大；说明做功可以改变物体的内能。
[3]由分子动理论知道，“物质是由分子组成的，且分子间存在相互作用的引力与斥力”。取水后封住注射器前端，推压注射器的活塞，感觉到里面的水很难压缩，说明分子间存在相互作用的斥力。
3、     mgH          2h-H
【详解】
（1）[1]质量为m的物体的重力为：G=mg，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为
W=GH=mgH
（2）[2]A、B两点距离水平面的高度分别为H、h，物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为

机械能转化为物体内能的效率为η，则物体增加的内能（吸收的热量）为

物体到达B点时升高的温度为

（3）[3]再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）为

由W=Gh可得C点距离水平面的高度为

4、     乙     丙
【详解】
[1][2]甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程。丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；做功冲程将内能转化为机械能。丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。因此利用内能来做功的是甲和丙；压缩冲程原理相同的是乙实验。汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。
5、     32.6%     1080     38.88
【详解】
（1）[1]由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，每小时对外所做的有用功

行驶100km消耗的汽油是

则完全燃烧释放的热量

发动机的效率

（2）[2]太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为

[3]因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以

由公式

可得汽车的行驶速度

三、计算题
1、（1）100W；（2）44Ω；（3）83.3%
【详解】
解：（1）只闭合S1时，只有R1接入电路，总电阻较大，电源电压不变，由可知，总功率较小，电蒸锅处于保温挡，由可得，保温挡功率为

（2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，由可知，总功率较大，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率为
P2=P加热-P保温=1200W-100W=1100W
由可得，R2电阻为

（3）水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×75℃=3.78×105J
其消耗的电能为
W=P热t=1200W×378s=4.536×105J
则该电蒸锅的加热效率为

答：（1）保温挡的功率为100W；
（2）电阻R2的阻值为44Ω；
（3）电蒸锅的加热效率为83.3%。
2、（1）1.25×104N；（2）4000N；（3）27.9%
【详解】
解：（1）若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力

（2）当观光艇以最大速度航行时，因为观光艇匀速行驶，故观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，故观光艇受到水的平均阻力为
f＝F＝4×103N
（3）观光艇以最大航速游玩的时间为
t＝30min＝1800s
30分钟发动机输出有用功为
W＝Pt＝40×103W×1800s＝7.2×107J
柴油完全燃烧放出的热量（总能量）
Q放＝mq柴油＝6kg×4.3×107J/kg＝2.58×108J
柴油发动机的效率

答：（1）若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是1.25×104N；
（2）观光艇受到水的平均阻力为4000N；
（3）柴油机的效率为27.9%。
3、（1）5kg；（2）6.3×105J；（3）0.02m3
【详解】
解：（1）该小厨宝内胆装有水的质量为
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
（2）由图2可知，在5min的加热时间里，水的初温t0=20℃，末温t=50℃，水升高的温度为
Δt=50℃-20℃=30℃
则水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×30℃=6.3×105J
（3）煤气完全燃烧放出的热量

需要煤气的体积

答：（1）该小厨宝内胆装有水的质量为5kg；
（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为6.3×105J；
（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧0.02m3煤气。
4、（1）4.2×107J；（2）50℃
【详解】
解：（1）完全燃烧0.3kg的氢燃料放出的热量
Q放=m氢q氢=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J
（2）由题意可知，水吸收的热量
Q吸=Q放=4.2×107J
由Q吸=cm∆t得水升高的温度

答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J；
（2）水升高的温度为50℃。
5、（1）9.2×107J；（2）3.2×107J；（3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为
Q=mq油=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即
F=f=800N
由题意可知，汽车通过的路程为
s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m
故汽车行驶中牵引力所做的功为
W=Fs=800N×4×104m=3.2×107J
（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为
W′=1.0×108J×14%=1.4×107J
故汽车内燃机的效率为

答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（2）牵引力做的功为3.2×107J；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。
四、实验探究
1、     水浴     使冰受热均匀     变大     水的比热容比冰的大         
【详解】
（1）[1][2]将装有固体的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，可以使冰受热均匀，并且便于记录温度，便于观察熔化过程状态的变化。
（2）[3]冰是晶体，冰熔化时，温度保持0℃不变，不断吸收热量，内能变大。
[4]冰和水的质量相等，吸放热量相等，冰开始吸热升温快，而水吸热升温慢，根据Q=cmΔt可知，水的比热容大于冰的比热容。
（3）[5]冰的熔化热为3.35×105J/kg，表示1kg、0℃的冰熔化成相同温度的水时吸收的热量是3.35×105J。
[6]100g的冰从B点加热到C点（完全熔化）需要吸收热量为
Q=3.35×105J/kg×0.1kg=3.35×104J
水从C点加热到D点需要吸收热量为
Q′=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×10℃=4.2×103J
烧杯中100g的冰从图中的B点加热到D点共吸收的热量是
3.35×104J+4.2×103J=3.77×104J
2、     自下而上     质量     加热时间     沙子     水
【详解】
（1）[1]安装实验器材时需要先固定下面的铁圈，使得能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，然后再调整试管及温度计的位置，故从下往上安装。
（2）[2]比较不同物质吸热能力有两种方法：①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。所以根据比较不同物质吸热能力两种方法，要控制不同物质的质量相同，故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水。
（3）[3]实验中，采用的是相同的加热器，根据转换法，可以通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量。
（4）[4][5]从乙图中可以看出在加热相同的时间，吸收相同的热量时，水的温度更低，沙子的温度更高，即水升温慢，沙子升温快，所以水的吸热能力强，水的比热容较大。